1. 引 言
文物古建筑是中華民族珍貴五千年歷史文化遺產(chǎn)的重要組成部分,是中華文明源遠流長的歷史見證,是不可再生的人文資源。因此,保護好這些文物古建筑,利在今世,功在千秋。在所有對文物古建筑的危害當中,火災無疑是首當其沖。數(shù)據(jù)表明:2000年全國文博單位、古建筑發(fā)生火災6起,燒毀城樓一座、牌樓一座、古建筑5間。2001年全國文博單位、古建筑發(fā)生火災4起,燒毀大殿一座、古建筑165平方米。2002全國文博單位、古建筑發(fā)生火災4起,燒毀寺院一座、大殿一座、房屋65間,過火面積1865平方米。而最近文物古建筑火災事故更是頻頻發(fā)生,令人痛心疾首。如2003年1月20日,作為世界遺產(chǎn)地的武當山發(fā)生火災,名噪千年的遇真宮主殿化為灰燼;2004年6月20日,具有700余年歷史的北京護國寺發(fā)生火災,其西配殿被完全焚毀。因此,目前我國文物古建筑火災形勢十分嚴峻,文物古建筑的消防安全已經(jīng)成為了各級消防主管部門任務的重中之重。
本文將從火災科學的基本原理出發(fā),分析討論古建筑火災的危險性與火災動力學演化過程,并就文物古建筑的消防安全對策提供一些合理的建議。
2. 古建筑火災危險性
我國歷史上眾多的古建筑之所以毀于火災,今天幸存下來的絕大多數(shù)古建筑也歷經(jīng)火劫,究其原因,在于這些古建筑本身就具有很大的火災危險性。
(一)火災荷載大,耐火等級低
我國古建筑絕大多數(shù)以木材為主要材料,以木構(gòu)架為主要結(jié)構(gòu)形式,火災荷載遠遠高于現(xiàn)行的國家標準所規(guī)定的火災負荷量,火災危險性極大,耐火等級低。古建筑中的木材,經(jīng)過多年的干燥,成了"全干材",含水量很低,因此極易燃燒,特別是一些枯朽的木材,由于質(zhì)地疏松,在干燥的季節(jié),即使遇到火星也會起火。
古建筑中的各種木材構(gòu)件,具有良好的燃燒和傳播火焰的條件。古建筑起火后,猶如架滿了干柴的爐膛,而屋頂嚴實緊密,將導致在發(fā)生火災時,屋頂內(nèi)部的煙與熱不易散發(fā),溫度快速積聚,迅速達到"轟燃"。古建筑的梁、柱、椽等構(gòu)件,表面積大,木材的裂縫和拼接的縫隙多,并且大多數(shù)通風條件比較好,有的古建筑更是建在高山之巔,發(fā)生火災后火勢蔓延快,燃燒猛烈,極易形成立體燃燒。
(二)無防火間距,容易出現(xiàn)"火燒連營"
我國的古建筑多數(shù)是以各式各樣的單體建筑為基礎,組成各種庭院。在庭院布局中,基本采用"四合院"和"廊院"的形式。這兩種布局形式都缺少防火分隔和安全空間,如果其中一處起火,一時得不到有效控制,就會"城門失火,殃及池魚",毗連的木結(jié)構(gòu)建筑很快就會出現(xiàn)大面積燃燒,形成"火燒連營"的局面。
?。ㄈ┫涝O施匱乏,火災撲救難度大
我國的古建筑分布在全國各地,且大多數(shù)遠離城鎮(zhèn),建于環(huán)境幽靜的高山深谷之中。這些古建筑普遍缺乏自防自救能力,既沒有足夠的訓練有素的專職消防隊員,也沒有配備安裝有效的消防設施,一旦發(fā)生火災,位于城鎮(zhèn)的消防隊鞭長莫及,只有任其燃燒,直至燒完為止。大多數(shù)古建筑都缺乏消防水源,而對于一些高大的古建筑更是有水難攻,再加上古建筑周圍的道路大多狹窄,有的還設有門檻、臺階,消防車根本無法通行,這些都給火災撲救工作帶來很大的困難。
(四)古建筑的管理和使用不善,問題復雜
一些古建筑的主管部門分工不明確、職責不清,往往為了追逐經(jīng)濟利益而忽視了消防安全管理。在古建筑的使用中,一些地方利用古建筑開設旅館、飯店、招待所、工廠、倉庫等,火源管理不嚴,電線亂拉亂接,線路開關隨意亂設。有的古建筑的周圍大量開店,火災危險因素大量增多。這些管理和使用方面存在的消防安全問題,也給古建筑的消防安全帶來了嚴重的威脅。
3. 古建筑火災動力學演化過程
火災是一種具有復雜性本質(zhì)的過程,其孕育、發(fā)生和發(fā)展包含著湍流流動、相變、傳熱傳質(zhì)和復雜化學反應等物理化學作用,是一種涉及物質(zhì)、動量、能量和化學組分在復雜多變的環(huán)境條件下相互作用的三維、多相、多尺度、非定常、非線形、非平衡的動力學過程;該動力學過程還與外部因素的人、材料、環(huán)境及其它干預因素等發(fā)生相互作用。因此分析火災動力學演化過程,不僅有助于加深我們對文物古建筑火災的認識,也為進一步有針對性的制定準確、合理的消防安全對策提供科學指導。
整個古建筑火災過程大體可以分為起火、初期增長、充分燃燒和減弱四個階段。如下圖1所示。